于 雷 賈煒瑋 叢培東
(1. 東北林業(yè)大學(xué)林學(xué)院,森林生態(tài)系統(tǒng)可持續(xù)經(jīng)營教育部重點實驗室,黑龍江 哈爾濱 150040;2. 黑龍江省牡丹江市林口林業(yè)局,黑龍江 牡丹江 157660)
人工林在我國森林生態(tài)系統(tǒng)中占有重要地位,連續(xù)森林資源清查中,我國人工林面積始終位居世界首位[1]。第九次全國森林資源清查結(jié)果顯示,中國人工林面積7 954.28萬hm2,占喬木林地森林面積的36.45%;人工林蓄積33.88億m3,占喬木林森林蓄積的19.86%,中幼齡林面積比例高達65%,成熟林的比重偏低,可采資源嚴(yán)重不足[2]。然而,大量針葉人工純林在不進行撫育經(jīng)營的情況下,普遍出現(xiàn)了森林競爭的惡化和林分質(zhì)量的下降,通過對紅松進行不同強度的撫育間伐而獲得紅松林生長的最佳合理空間,充分利用生長周期中的光、熱、水、土等自然條件進一步提高林分生產(chǎn)力。不同林分環(huán)境所適應(yīng)的撫育間伐強度也不盡相同[3-8]。
林木形質(zhì)的形成過程以及影響因素漫長且復(fù)雜,對于樹木的遺傳特性和外在的環(huán)境因素均對形質(zhì)有著不同程度的影響,在用材林中林木形質(zhì)的好壞與否決定著林木出材率的大小與經(jīng)濟價值的高低。歐建德等[9]對巒大杉(Picea mariana)樹干質(zhì)量進行了研究,結(jié)果表明,樹高、胸徑和冠幅是決定樹干形質(zhì)的重要因素。林木尖削度和徑高比影響木材質(zhì)量和經(jīng)濟價值,是重要的樹干形質(zhì)指標(biāo),因此在森林經(jīng)營中可以通過調(diào)節(jié)這些樹木因子來控制樹干質(zhì)量。劉杏娥等[10]研究了初植密度對小黑楊(Populus simonii×P. nigra)人工林各形質(zhì)指標(biāo)的影響,結(jié)果表明,不同的初植密度對小黑楊生長指標(biāo)有顯著影響,其中對胸徑、尖削度、徑高比、活枝下高等形質(zhì)指標(biāo)的影響達極顯著水平,但對樹高的影響較弱。隨著林分密度的減小,林木生長量增大,樹干尖削度增大;同時活枝下高逐漸降低。陳永亮等[11]研究了不同經(jīng)營密度對紅松(Pinus koraiensis)分杈的關(guān)系。結(jié)果表明:樹干分杈率、分杈類型和高度均會隨著林分保留密度的逐漸增大而呈現(xiàn)規(guī)律性變化。蔡堅等[12]的研究表明間伐強度對樹干胸高形數(shù)和胸高形率的影響不顯著,但間伐強度為35%左右時林木形質(zhì)相對較好。韓明躍等[13]對云南松(Pinus yunnanensis)的研究表明,撫育采伐可明顯提高云南松林木的通直度水平。一般而言,林分密度越大,林木干形越豐滿;而林分密度越小,林木尖削度則越大,越易形成較大的節(jié)子、年輪寬度以及更多的幼齡材。
林木形質(zhì)優(yōu)劣的綜合評價需要一個科學(xué)的評價模型而非單個指標(biāo)的結(jié)果,林木形質(zhì)的水平以多種指標(biāo)表示,包括胸徑、尖削度、節(jié)子、分杈等。東北地區(qū)在紅松人工林大徑材培育近年來已經(jīng)形成體系,目前對于東北鄉(xiāng)土樹種林木形質(zhì)的研究較少,大部分關(guān)于林木形質(zhì)的研究都只關(guān)注一兩個形質(zhì)指標(biāo),亟待解決對于東北地區(qū)紅松林木形質(zhì)綜合評價體系的構(gòu)建[14-15]。本研究以層次分析法(AHP)作為理論基礎(chǔ),對不同間伐強度下紅松人工林中林木的生長情況、樹干、側(cè)枝三個方面進行綜合系統(tǒng)的分析,對紅松人工林形質(zhì)進行綜合評價,研究間伐強度對于紅松人工林林木形質(zhì)的影響,為東北地區(qū)人工紅松林大徑材的培育及其他針闊葉樹種的林木形質(zhì)評價、地方生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。
黑龍江省牡丹江市林口林業(yè)局地處黑龍江省東南部,地理坐標(biāo)為(45°51′~45°59′N,129°40′~130°34′E),位于長白山系完達山區(qū),以低山丘陵為主,地形平緩,平均坡度12°~18°,全區(qū)海拔高度在400~600 m。該林區(qū)土壤區(qū)劃屬針闊葉混交林暗棕壤地帶,其中暗棕壤是本局分布面積最大的地帶性森林土壤。林區(qū)屬中溫帶大陸性氣候,冬季平均溫度在?33~?21 ℃,年平均溫度為2.5 ℃,極端低溫可達?39 ℃。年平均降水量為580 mm,蒸發(fā)量為1 266.5 mm,無霜期在110~130 d,年平均日照時間達2 590 h。林口林區(qū)屬針闊葉混交林植被帶,森林植物種類繁多。全局有林地面積為219 689.79 hm2,森林覆蓋率為80.47%,其中:天然林面積157 097.74 hm2,人工林面積43 405.15 hm2,天然人工混交林面積19 186.9 hm2,分別占有林地面積的71.51%、19.76%和8.73%。
樣地設(shè)在林口林業(yè)局西北楞林場,所選紅松人工林林地為1986年造林,初植密度為4 400株/hm2。2008年進行了第1次透光撫育,撫育后株數(shù)密度為2 300株/hm2。
2015年,林口林業(yè)局作為國家林業(yè)局森林可持續(xù)經(jīng)營試點項目實施單位,在該林地開展了3種撫育間伐作業(yè)強度的透光試驗:重度間伐(株數(shù)強度65%,蓄積強度43%)、中度間伐(株數(shù)強度50%,蓄積強度28%)和輕度間伐(株數(shù)強度40%,蓄積強度18%)(根據(jù)試點項目實施方案,經(jīng)營示范林分可適當(dāng)突破采伐技術(shù)規(guī)程中撫育間伐強度的限制)。2016年在不同撫育間伐強度的作業(yè)區(qū)和對照區(qū)(不作業(yè))進行樣地設(shè)置并進行了調(diào)查,每個撫育強度的作業(yè)區(qū)和對照區(qū)各設(shè)置3塊樣地,總計設(shè)置了12個20 m×30 m樣地。樣地基本信息見表1。
表1 紅松人工林樣地的基本特征Table 1 Stand characteristics of the plots of studied P. koraiensis plantation
2019年對12塊紅松人工林樣地進行樣地復(fù)測和林木形質(zhì)指標(biāo)調(diào)查,包括對樹高、胸徑的測量,得出胸徑、樹高2期數(shù)據(jù)從而計算出胸徑年平均生長量與樹高平均增長量;統(tǒng)計不同間伐強度的林地內(nèi)紅松林木的分杈數(shù)量得出分杈率。冠幅、樹干基徑、枝下高及胸徑和樹高數(shù)據(jù)均采用傳統(tǒng)方法利用鋼卷尺、超聲波測高器進行人工測量;關(guān)于林木尖削度指標(biāo)中樹干中央直徑部分,采用激光望遠測樹儀(RD1000)與超聲波測高器相互配合的方法進行測量。
2.2.2 樣木解析
根據(jù)樣地內(nèi)每木檢尺結(jié)果,進行徑階歸類,采用等截面徑級標(biāo)準(zhǔn)木法,按由小到大的順序?qū)⒘址謩澐譃?個等級,分別計算各等級的平均胸徑和平均高。根據(jù)該標(biāo)準(zhǔn),在每個樣地附近選取5株相應(yīng)大小的紅松樣木進行樹干解析、枝解析和節(jié)子剖析工作[16]。對每株解析木的所有側(cè)枝的基徑進行一一測量并計數(shù),從而得出側(cè)枝數(shù)、側(cè)枝基徑。通過專業(yè)人員處理得到清晰完整的節(jié)子輪廓,見圖1。樹干內(nèi)部的節(jié)子可以分為健全節(jié)和疏松節(jié)。圖1中B點到D點為健全節(jié),D點到O點為疏松節(jié)。疏松節(jié)為死枝與木材脫離的部分,是影響木材材質(zhì)的主要因素[17]。
圖1 節(jié)子剖面Fig. 1 Cross-sectional view of knot
2.2.3 形質(zhì)指標(biāo)選擇
關(guān)于林木形質(zhì)綜合評價體系構(gòu)建暫無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),但對于以往研究案例中往往依據(jù)目標(biāo)樹種的生物學(xué)特性以及樹種的特定經(jīng)營目標(biāo)與其所在林分的自身特點進行選擇。本研究在于世川等[18]的研究基礎(chǔ)上,結(jié)合紅松林木的生物學(xué)特點、紅松大徑材培育的特定經(jīng)營目標(biāo)與所選樣地所在林分的自身特點的共同作用下進行形質(zhì)指標(biāo)選擇。
生長情況指標(biāo)的選擇:將冠徑比、樹高平均生長量和胸徑年平均生長量作為生長情況的3個指標(biāo)。
樹干情況指標(biāo)的選擇:將高徑比、尖削度、疏松節(jié)比例、分杈率作為樹干情況的4個指標(biāo)。
長時間TH過量,就會損傷胰島素功能,如果胰島素分泌降解加快且分泌量減少后,孕婦的糖尿病以及相關(guān)并發(fā)癥就會加重,同樣,糖尿病也會導(dǎo)致孕婦出現(xiàn)甲狀腺等疾病。相關(guān)學(xué)者研究指出,對糖尿病患者做好飲食控制,在血糖穩(wěn)定后,患者甲亢危象以及并發(fā)癥就會消除[7]。當(dāng)孕婦甲狀腺功能出現(xiàn)異常時,會導(dǎo)致其血脂指標(biāo)紊亂,低密度脂蛋白膽固醇以及載脂蛋白、甘油三酯水平上升。
側(cè)枝情況指標(biāo)的選擇:將自然整枝能力、側(cè)枝數(shù)、枝粗指數(shù)、側(cè)枝平均基徑作為側(cè)枝情況的4個指標(biāo)。
本研究從樹木生長、樹干和側(cè)枝3個因素對紅松人工林的形質(zhì)進行評價。每個因素選擇的指標(biāo)定義見表2。
表2 紅松人工林林木形質(zhì)評價指標(biāo)Table 2 Evaluation index of trees form quality ofP. koraiensis plantation
由于紅松木材整體表現(xiàn)通直,極少單木出現(xiàn)明顯彎曲的單木情況,同時各個樣地內(nèi)林木的健康程度也較好,尚未發(fā)現(xiàn)病蟲害等問題。因此干形的通直情況、林木的健康狀況不在本研究形質(zhì)指標(biāo)選擇范圍之內(nèi)。
根據(jù)上述紅松人工林每木檢尺、樣木解析所獲得的數(shù)據(jù)計算得出紅松林木人工林各指標(biāo)數(shù)據(jù)。各指標(biāo)概況見表3。
表3 紅松人工林各指標(biāo)調(diào)查概況Table 3 Survey of indices of P. koraiensis plantation
根據(jù)層次分析法(AHP)的原理,選取林分形質(zhì)指標(biāo),構(gòu)建AHP的框架,見圖2。
圖2 紅松林木形質(zhì)評價體系Fig. 2 System of tree form quality evaluation of P. koraiensis
最高層:又稱之為目標(biāo)層表示解決問題的目的,即AHP所要達到的目標(biāo)——林木形質(zhì)最佳(即:綜合評價得分最高)。
中間層:又稱之為準(zhǔn)則層,包括實現(xiàn)目標(biāo)所涉及的中間環(huán)節(jié),由幾個層次組成。本研究分為2個層次:準(zhǔn)則層A為林分生長狀況、樹干狀況和側(cè)枝狀況;準(zhǔn)則層B為樹高平均生長量、胸徑年平均生長量、高徑比、冠徑比、尖削度、疏松節(jié)比例、分杈率、自然整枝能力、側(cè)枝數(shù),枝粗指數(shù)和側(cè)枝平均基徑[19]。
最低層:又稱方案層或措施層,即紅松人工林不同的間伐強度和對照。
根據(jù)層次分析法中判斷矩陣的構(gòu)建原則,利用紅松人工林大徑材培育的目標(biāo)與紅松林木自身生物學(xué)特點,同時向?qū)<艺埥蹋瑢Ω髟剡M行合理的評價,將同層兩兩元素間的相對重要性進行判斷,按照兩元素A與B同等重要、A比B稍重要、A比B重要、A比B明顯重要和A比B極端重要,分別以1、3、5、7、9作為標(biāo)度,以2、4、6、8表示相鄰判斷的中間值,用這些值的倒數(shù)表示2個元素的反比較[20]。
判斷矩陣構(gòu)建完成后還需要對判斷矩陣進行一致性檢驗,例如:A比B重要,B比C重要,而C又比A重要。此時該判斷矩陣的建立是明顯邏輯混亂的,因此判斷矩陣的一致性檢驗顯得尤為重要。當(dāng)一致性比例(CR)<0.1時,通過一致性檢驗;如若CR≥0.1此時判斷矩陣需要重新校正。
不同間伐強度下的林木形質(zhì)綜合評價得分計算方法如下:
式中:Ai為第i種間伐強度的林木形質(zhì)綜合評價得分;Xij為第i種撫育強度第j個指標(biāo)所對應(yīng)得分;Wj為第j個指標(biāo)的權(quán)重。
通過對各個間伐強度最終算得的林木形質(zhì)綜合評價得分進行等級劃分,按照評價等級標(biāo)準(zhǔn)表計算出林木形質(zhì)綜合評價的分值,并進行了分類。大于等于80分為優(yōu)質(zhì)Ⅰ級;70~80分為Ⅱ級良好;60~70分為中等,記為Ⅲ級;50~60分為Ⅳ級,形質(zhì)較差;50分以下為Ⅴ級,形質(zhì)差。
將11個形質(zhì)指標(biāo)的數(shù)據(jù)進行單因素方差分析與對照相比,得出不同間伐強度對各個指標(biāo)的影響,結(jié)果見表4。為了能夠更好地對不同撫育間伐強度下的林木形質(zhì)的各項指標(biāo)間差異進行比較,計算各項指標(biāo)的均值,并進行單因素方差分析以及多重比較,見圖3。
圖3 紅松不同間伐強度各個指標(biāo)差異性Fig. 3 The index difference of P. koraiensis under different thinning intensities
表4 不同間伐強度下各個形質(zhì)評價指標(biāo)的情況Table 4 Evaluation index of each form quality under different thinning intensities
續(xù)表 4
由表4、圖3可知,與對照相比樹高平均生長量隨著間伐強度的增加呈現(xiàn)出先減后增的趨勢,與對照相比輕度間伐的樹高平均生長量差異不顯著,中度間伐、重度間伐對其所呈現(xiàn)的影響差異顯著(P<0.05);胸徑年平均生長量隨著間伐強度的增加呈現(xiàn)出增長的趨勢,與對照相比輕度間伐的胸徑年平均生長量差異不顯著,中度間伐、重度間伐對其所呈現(xiàn)的影響差異顯著(P<0.05);冠徑比隨著間伐強度的增加呈現(xiàn)出增長趨勢,中度間伐與重度間伐相比較差異顯著(P<0.05),其余撫育強度下的數(shù)值均差異顯著(P<0.05);高徑比、尖削度隨著間伐強度的增加所呈現(xiàn)出減小趨勢,其中各項數(shù)值均差異顯著(P<0.05);分杈率隨著間伐強度的增大而增大,各項措施下的該值均差異顯著(P<0.05);疏松節(jié)比例(疏松節(jié)長度與節(jié)子總長度的比值)總體趨勢隨著間伐強度的增加逐漸減小,其中重度間伐大于中度間伐,不同撫育強度的差異性均為顯著(P<0.05);自然整枝能力隨著間伐強度的增加,紅松的自然整枝能力逐漸變?nèi)?,其中對照與輕度間伐差異性不顯著,中度間伐與重度間伐差異性不顯著;側(cè)枝數(shù)(>1.5 cm)其規(guī)律不明顯,差異性不顯著;枝粗指數(shù)隨著間伐強度的增加呈下降趨勢但各個措施下該指標(biāo)差異不顯著;側(cè)枝平均基徑隨著間伐強度的增加總體呈現(xiàn)上升趨勢,中度間伐與重度間伐差異性不顯著,其余差異性均顯著(P<0.05)。
根據(jù)層次分析法的基本原理,結(jié)合紅松林分形質(zhì)指標(biāo)的特點,并通過林業(yè)行業(yè)專家咨詢,構(gòu)建了林木形質(zhì)評價判斷矩陣、紅松生長情況指標(biāo)判斷矩陣、樹干情況指標(biāo)判斷矩陣和側(cè)枝情況指標(biāo)判斷矩陣。采用R統(tǒng)計學(xué)軟件計算各指標(biāo)的貢獻率和CR運算結(jié)果,結(jié)果見表5~8。根據(jù)一致性檢驗,各判斷矩陣的一致性比率CR分別為0.031 3、0.001 2、0.053 1和0.068 4,表明所構(gòu)造的判斷矩陣具有較好的一致性,可以用來計算各指標(biāo)的權(quán)重。
表5 林木形質(zhì)評價判斷矩陣Table 5 Determining matrix of trees form quality evaluation
表6 生長情況指標(biāo)判斷矩陣Table 6 Determining matrix of growth situation
表7 樹干情況指標(biāo)判斷矩陣Table 7 Determining matrix of stem form situation
表8 側(cè)枝情況指標(biāo)判斷矩陣Table 8 Determining matrix of lateral branch situation
通過高斯迭代法利用R統(tǒng)計學(xué)軟件對各層次上評價指標(biāo)判斷矩陣的最大特征根及其對應(yīng)的特征向量進行求解,得到林木形質(zhì)評價指標(biāo)的權(quán)重,見表9。準(zhǔn)則層 B的11個指標(biāo)權(quán)重為:尖削度(0.402 54)>分杈率(0.165 58)>胸徑年均生長量(0.162 85)>樹高平均生長量(0.084 47)>高徑比(0.056 24)>自然整枝能力(0.047 31)>疏松節(jié)比例(0.031 20)>冠徑比(0.017 48)>側(cè)枝平均基徑(0.016 52)>枝粗指數(shù)(0.011 81)>側(cè)枝數(shù)(0.003 96),尖削度、分杈率和胸徑年平均增長量對林木形質(zhì)影響較大,樹高平均生長量、高徑比、自然整枝能力、疏松節(jié)比例對林木形質(zhì)影響適中,林木形質(zhì)受冠徑比、側(cè)枝平均基徑、枝粗指數(shù)和側(cè)枝數(shù)的影響較小。
表9 評價指標(biāo)權(quán)重Table 9 Relative weight of evaluating indicators
對各個指標(biāo)進行單因素方差分析,將各指標(biāo)的樣本總體的隨機效應(yīng)95%置信區(qū)間的極大值與極小值范圍劃分為5個區(qū)間,分別用來代表不同的質(zhì)量等級。并根據(jù)各個指標(biāo)所表達的生物學(xué)意義,按百分制劃分質(zhì)量等級。質(zhì)量等級以好、較好、中、較差和差表示,不同質(zhì)量等級由優(yōu)到劣的分?jǐn)?shù)分別為100、80、60、40、20分,見表10。依照評價等級標(biāo)準(zhǔn)表計算出林木形質(zhì)綜合評價的分值,并進行了分類。
表10 評價等級標(biāo)準(zhǔn)Table 10 Rating standard
續(xù)表 10
由表11可知,中度間伐的林木形質(zhì)綜合得分為73.427,表現(xiàn)為林木形質(zhì)最好的一組形質(zhì)評價等級定為Ⅱ級,形質(zhì)表現(xiàn)為良好。重度間伐林木形質(zhì)的綜合得分為68.114,形質(zhì)評價等級定為Ⅲ級,形質(zhì)表現(xiàn)為中等,輕度間伐林木形質(zhì)得分為59.150,形質(zhì)評價等級定為Ⅳ級,形質(zhì)表現(xiàn)為較差;對照組林木形質(zhì)綜合得分為43.432,形質(zhì)評價等級定為Ⅴ級,林木形質(zhì)差。
表11 林木形質(zhì)綜合得分情況Table 11 Comprehensive score of trees form quality
林分通過適當(dāng)?shù)膿嵊g伐使得林地的立地質(zhì)量得到了改善,紅松的樹高生長、胸徑生長、側(cè)枝生長得到了促進,同時良好的光照條件使得林地的地溫得到上升,從而更好的促進了植物對水分和養(yǎng)分的吸收。同時撫育間伐使林木側(cè)枝得到了更充足的光照條件和生長空間,從而提高了側(cè)枝生長的速率,這幾項都使得林木的形質(zhì)得到提高。
本研究選擇了樹高平均生長量、胸徑年平均生長量、冠徑比這3個指標(biāo)用來作為紅松林木形質(zhì)評價的生長指標(biāo),通過結(jié)果分析可知撫育間伐均對這3個指標(biāo)能夠呈現(xiàn)出比較顯著的影響。關(guān)于林木的生長情況,在后續(xù)研究中可以考慮通過枝解析法將側(cè)枝的連年生長情況引入生長情況中,探究撫育間伐對側(cè)枝連年生長的影響。
關(guān)于樹干情況指標(biāo)的選擇:本研究將高徑比、尖削度、疏松節(jié)比例、分杈率作為樹干情況的4個指標(biāo)。其中高徑比與尖削度均在一定程度上反映紅松林木樹干的飽滿程度。對于高徑比與尖削度這2個指標(biāo)反映樹干飽滿程度來說有些許不足之處,尤其對于分杈高度較低的紅松林木,在后續(xù)研究中可以將尖削度指標(biāo)進行改進。如:將樹干的不同比例高度下的樹干直徑進行測量從而得出更加細(xì)化的尖削度指標(biāo)。對于林木的分杈率這一指標(biāo)的選擇,在撫育間伐措施的影響下紅松的自然整枝能力變?nèi)?,分杈率大幅度提高,這些都不利于紅松林木形質(zhì),對于紅松分杈率這一評價指標(biāo)在不同培育方向來說有著不同的作用,適當(dāng)?shù)姆骤究梢蕴岣邩涔诘捏w積和表面積,從而增加紅松的光合作用,促進其生長發(fā)育;但分杈在培育紅松大徑材方面卻嚴(yán)重影響紅松的出材率以及紅松的材質(zhì)等級[21]。在后續(xù)研究中可以把由于林木的分杈所引起的紅松林木出材率的下降的情況進行計算,用其代替不同撫育強度下的紅松林分中林木的分杈率。在以往研究案例中對于林木主干的評價分析往往只進行外部的干形研究,尚未出現(xiàn)對樹干內(nèi)部情況構(gòu)建形質(zhì)指標(biāo)進行綜合評價。結(jié)合紅松人工林珍貴樹種大徑材培育的目標(biāo)以及木材市場對于無節(jié)良材的需求,本研究將疏松節(jié)比例進行了構(gòu)建與分析。由于撫育間伐措施的影響使得林分密度變小,側(cè)枝得到了更好的光照環(huán)境,降低了枝條枯死的概率,因此紅松林木自然整枝能力變?nèi)跗淞帜镜氖杷晒?jié)比例相對減少。但如果撫育強度過大使得林地底層灌木獲得更好的光照,灌木長勢旺盛會使接近地面的側(cè)枝枯死率上升,會形成重度間伐疏松節(jié)比例大于中度間伐的現(xiàn)象。
關(guān)于側(cè)枝情況指標(biāo)的選擇:本研究將自然整枝能力、側(cè)枝數(shù)、枝粗指數(shù)、側(cè)枝平均基徑作為側(cè)枝情況的4個指標(biāo)。關(guān)于側(cè)枝情況的上述4個指標(biāo)可以在一定程度上全面的反映不同撫育強度情況下紅松林木側(cè)枝情況的現(xiàn)狀,其差異性也能夠反映不同撫育間伐強度對于紅松林木側(cè)枝所帶來的影響。伴隨著撫育間伐措施所帶來的林木空間以及水分和營養(yǎng)成分的再分配影響,紅松林木的側(cè)枝擁有了更加良好光照條件和空間大小,側(cè)枝生長得到了解放,與此同時頂端生長相對受到抑制,樹冠表面積的增大所帶來的更強大的植物光合作用所產(chǎn)生的養(yǎng)分更多的比例輸送給樹干,提高了紅松林木的徑向生長配比,紅松林木的尖削度明顯減小,林木的主干變得更加通直飽滿。隨著撫育強度的增加紅松林木自然整枝能力變?nèi)?,間伐組與對照相比大于1.5 cm的基徑數(shù)量減少,但各個間伐強度之間側(cè)枝數(shù)量沒有呈現(xiàn)出顯著規(guī)律,原因可能是在紅松間伐作業(yè)時,樣地內(nèi)間伐作業(yè)所導(dǎo)致側(cè)枝折斷,從而使得在自然整枝能力變?nèi)醯那闆r下間伐組的側(cè)枝數(shù)量反而出現(xiàn)減小的現(xiàn)象。撫育間伐措施下紅松林木側(cè)枝生長得到解放,側(cè)枝平均基徑所呈現(xiàn)出上升趨勢但側(cè)枝長勢的好壞對林木形質(zhì)的影響有待商榷,一方面?zhèn)戎ιL越好勢必會得到更好的光合作用產(chǎn)生更多的有機物供給主干進行生長,但側(cè)枝長勢好也會對主干的干形造成不良影響,同時也會增加分杈的概率。枝粗指數(shù)伴隨著撫育間伐強度的增加呈現(xiàn)下降趨勢,其表明了主干隨著間伐強度的增加得到了更好地生長,側(cè)面反映干形得到改善。
本研究中形質(zhì)評價最好的撫育措施為中度間伐強度(株數(shù)強度50%,蓄積強度28%),林木形質(zhì)綜合得分最高為72.803,表現(xiàn)為林木形質(zhì)良好,形質(zhì)評價等級為Ⅱ級,重度間伐次之,輕度間伐最小。樹干情況對紅松林木形質(zhì)的影響最大,約占65.5%,生長情況對其影響適中,側(cè)枝情況對紅松林木形質(zhì)的影響最小,這也恰好反映出樹干情況對林木形質(zhì)影響的重要作用,同時也符合林業(yè)用材的實際情況。關(guān)于以往研究中綜合性值得分最高的類型往往綜合得分大于90分,形質(zhì)評價等級為Ⅰ級。對于該措施下紅松林木形質(zhì)評價等級狀況尚未達到較高的形質(zhì)評價等級。因此單純依靠撫育間伐措施來提高林木形質(zhì)質(zhì)量還遠遠不夠。培育形質(zhì)優(yōu)質(zhì)紅松大徑材的過程中還需要多種經(jīng)營措施相互調(diào)整,相互配合。在林木形質(zhì)綜合評價過程中,其側(cè)枝影響因素所占比例雖然僅為8%左右,其影響重點在于樹干的各個指標(biāo)。但在以往關(guān)于紅松人工林經(jīng)營的研究案例中都證明了側(cè)枝因素會影響到主干。例如在營林過程中應(yīng)做到及時整枝,不僅在一定程度上可以使樹干更加通直飽滿,降低林木的分杈概率,而且可以及時的對準(zhǔn)枯死或已經(jīng)枯死的枝條進行修整,以降低林木主干徑向生長過程中對枝條枯死部分的包藏,達到減少疏松節(jié)形成的目的,對出材率的增加與林木板材質(zhì)量的改善具有重要地位。通過本研究得出的不同撫育間伐下對紅松人工林的林木各個形質(zhì)指標(biāo)的影響,可以作為東北地區(qū)紅松人工林定向經(jīng)營培育的科學(xué)依據(jù),同時本研究可用于其他針闊葉樹種形質(zhì)評價的理論參考。